نودجی‌اس و ویژگی‌های آن (ضرورت یادگیری نود جی اس در چیست؟)

Node.js یک محیط زمان اجرای کراس پلتفرم برای جاوا اسکریپت است که به صورت متن باز و رایگان در دسترس قرار دارد. این فناوری فول-استک است، بنابراین می‌توان آن را برای توسعه هر دو سمت کلاینت و سرور یک برنامه استفاده کرد.

Node.js یک انتخاب محبوب برای شرکت‌های توسعه بازی‌های آنلاین، پیام رسان‌ها، شبکه‌های اجتماعی و یا ابزارهای ویدئو کنفرانس است. به علاوه برای برنامه‌های بلادرنگ (real-time) که به اطلاعات برنامه نیاز دارند تا به طور مداوم به‌روز شوند نیز کاملا مناسب است.

اما قبل از پرداختن به لیست مزایای node.js باید چیزی را توضیح دهم. در ادامه از اصطلاحاتی استفاده شده تا اصل مطلب را برای مخاطبان حرفه‌ای برساند. پس اگر با این مفاهیم آشنا هستید، افتخار می‌کنم که تا انتهای مطلب با من همراه باشید و اگر هم آشنایی ندارید هیچ اشکالی ندارد که از آن‌ها عبور کنید.

موتور V8 گوگل چیزی است که Node.js با آن اجرا می‌شود. این فناوری در ابتدا توسط گوگل توسعه داده شد. V8 به وسیله ++C نوشته شده و هدف آن کامپایل توابع جاوا اسکریپت به کد ماشین است. همین موتور در گوگل کروم نیز استفاده می‌شود که با داشتن سرعت بالا شناخته شده و عملکرد رو به بهبودی دارد.

مدل مبتنی بر رویداد (event-based) در node.js برای فرایند تشخیص رویدادها به محض این‌که اجرا شوند، به ترتیب با آن‌ها برخورد می‌کند. شما می‌توانید از Promise، Async/Await و Callback برای مدیریت رویدادها استفاده کنید. به عنوان مثال، قطعه کد زیر نحوه نوشتن فایل csv را با استفاده از مدل رویداد promise نشان می‌دهد.

const createCsvWriter = require('csv-writer').createObjectCsvWriter;

const path = "logs.csv";
const header = [

               {
                               id: "id",
                                title: "id"
               },
               {
                               id: "message",
                               title: "message"
               },

               {
                               id: "timestamp",
                               title: "timestamp"
               }

 ];
const data = [
               { "id": 0, "message": "message1", "timestamp": "localtime1" },
               { "id": 1, "message": "message2", "timestamp": "localtime2"  },
               { "id": 2, "message": "message3", "timestamp": "localtime3"  }
];

const csvWriter = createCsvWriter({ path, header });

csvWriter .writeRecords(data) .then(
               ()=> console.log("The CSV file was written successfully")
) .catch(
               err => console.error("Error: ", err)
);

مدیریت ورودی/خروجی غیرمسدودکننده (non-blocking) رویکردی برای فرایند درخواست‌ها در node.js است. معمولا کد به صورت متوالی اجرا می‌شود. به طوری که هر درخواست را تا زمانی که درخواست قبلی به پایان برسد، نمی‌توان پردازش کرد. در مدل غیرمسدودکننده، نیاز نیست درخواست‌ها در یک صف منتظر بمانند. به این ترتیب پردازش تک رشته‌ای در node.js بسیار موثر است، چرا که فرایندها همزمان اجرا شده و زمان پاسخ نیز کوتاه است.

NPM یک پکیج منجر node.js و یک فروشگاه رایگان برای ابزارهای مختلف جاوا اسکریپت به حساب می‌آید. این ابزار بزرگترین رجیستری نرم افزاری در جهان است که در حال حاضر بیش از 836 هزار کتابخانه دارد.

پس از گفتن این مقدمه می‌خواهیم به مزایا و کاربردهای node.js بپردازیم.

جاوا اسکریپت

node.js مبتنی بر جاوا اسکریپت است. جاوا اسکریپت خود یکی از محبوب‌ترین و ساده‌ترین زبان‌های برنامه نویسی در دنیای فناوری اطلاعات به شمار می‌رود. شروع کار با آن برای توسعه دهندگان نسبتا آسان بوده، حتی افراد بدون دانش جاوا اسکریپت اما با داشتن پس‌زمینه فنی می‌توانند کد را بخوانند و آن را درک کنند. به علاوه جامعه توسعه دهندگان جاوا اسکریپت بسیار بزرگ است، به طوری که صاحبان کسب و کار برای انتخاب تیم توسعه خود کاملا آزادی عمل دارند.

مقیاس‌پذیری

برنامه‌های node.js به راحتی قابل مقیاس‌بندی به صورت افقی و عمودی هستند. در حالت افقی، گره‌های جدید به راحتی به سیستم موجود اضافه می‌شوند. در حالت عمودی نیز منابع اضافی را می‌توان به راحتی به گره‌های موجود اضافه کرد. هنگام توسعه یک برنامه با node.js، شما مجبور نیستید یک هسته یکپارچه بزرگ ایجاد کنید. در عوض می‌توانید مجموعه‌ای از ماژول‌ها و میکروسرویس‌ها را توسعه دهید، زیرا هر کدام در فرآیند خود اجرا می‌شوند. به طوری که همه این میکروسرویس‌ها با مکانیزم‌های سبک ارتباط برقرار کرده و از برنامه شما استفاده می‌کنند. اضافه کردن یک میکروسرویس اضافی به قدری ساده است که در یک چشم به هم زدن می‌توانید این کار را انجام دهید. به این ترتیب روند توسعه بسیار انعطاف‌پذیر می‌شود.

توسعه‌پذیری

در میان مزایای دیگر node.js، این فرصت برای ادغام آن با انواع ابزارهای مفید وجود دارد. node.js را می‌توان به راحتی سفارشی‌سازی کرد و آن را توسعه داد. همچنین می‌توان آن را با APIهای ساخته شده برای توسعه سرورهای HTTP یا DNS استفاده کرد. به منظور تسهیل در توسعه فرانت-اند با نسخه‌های قدیمی node یا مرورگر، می‌تواند با کامپایلر Babel یکپارچه شود. در تست واحد نیز Jasmine به خوبی کار می‌کند. برای اهداف نظارت و عیب‌یابی استقرار هم log.io به خوبی جوابگو است. ابزارهای دیگری مانند MIGRAT، PM2 و WEBPACK می‌توانند برای انتقال داده‌ها، مدیریت فرآیند و ماژول‌ها استفاده شوند. علاوه بر این node.js با فریمورک‌هایی مانند Express، Hapi، Meteor، KoA، Fastify، Nest، Restify و بسیاری موارد دیگر قابل توسعه است.

دسترسی

node.js متن باز بوده و سازنده آن آزادی عمل کاملی را به منظور یادگیری، توسعه و توزیع تکنولوژی برای هر هدف خاصی به کاربر داده است. همچنین محیط آن صد درصد رایگان است. به علاوه ماژول‌های آماده، کتابخانه‌ها و نمونه‌ کدهای مختلف دارد بنابراین می‌توانید برنامه خود را به راحتی و به صورت رایگان پیکربندی کنید. منابع یادگیری رایگان به همراه مستندات مختلف نیز از مقدماتی گرفته تا پیشرفته برای همه در دسترس است.

خودکفایی

ریپازیتوری‌های مناسب زیادی با ماژول‌های آماده برای آن وجود دارد. پکیج منجر پیش‌فرض NPM همچنین انواع کتابخانه‌های اضافی و ابزارها را ارائه می‌دهد. این ویژگی به طور قابل توجهی روند توسعه را ساده‌تر می‌کند. همچنین node.js را می‌توان برای توسعه هر دو بخش فرانت-اند و بک-اند با یک زبان استفاده کرد. به علاوه می‌توانید با یک تیم ثابت کار کنید تا محصول نهایی اجرا شود. این قابلیت ارتباطات را آسان کرده و به شما امکان می‌دهد وظایف سازمانی را به خوبی مدیریت کنید.

حتی می‌توانید از node.js به عنوان یک پلتفرم برای یادگیری ماشین و هوش مصنوعی نیز کمک بگیرید.

const tf = require('@tensorflow/tfjs-node');
const trainData = [ 
         { input: [-120, -100, -60, -40, -60, -80, -80, -60, -40, -60, -80, -100].map(value => Math.abs(value)), output: [1]},
          { input: [-82, -63, -45, -55, -77, -98, -122, -90, -55, -44, -61, -78].map(value => Math.abs(value)), output: [0]}, 
.
.
.
         { input: [-80, -60, -40, -60, -80, -100, -120, -100, -60, -40, -60, -80].map(value => Math.abs(value)), output: [0]}, 
];
const model = tf.sequential(); 
model.add(tf.layers.dense({inputShape: [12], units: 12, activation: 'sigmoid'})); model.add(tf.layers.dense({units: 1, activation: 'sigmoid'}));
const preparedData =  tf.tidy(() => { 
         tf.util.shuffle(arr); 
         const inputs = arr.map(d => d.input) 
         const outputs = arr.map(d => d.output); 
         const inputTensor = tf.tensor2d(inputs, [arr.length, arr[0].input.length]); 
         const labelTensor = tf.tensor2d(outputs, [arr.length, 1]); 
         const inputMax = inputTensor.max(); 
         const inputMin = inputTensor.min(); 
         const labelMax = labelTensor.max(); 
         const labelMin = labelTensor.min();
          const normalizedInputs = inputTensor.sub(inputMin).div(inputMax.sub(inputMin)); 
const normalizedOutputs = labelTensor
return { 
         inputs: normalizedInputs, 
         outputs: normalizedOutputs, 
         inputMax, 
         inputMin, 
         labelMax, 
         labelMin, } 
});
model.compile({ 
         optimizer: tf.train.adam(), 
         loss: tf.losses.meanSquaredError, 
         metrics: ['mse'], 
});
const batchSize = 32; 
const epochs = 50; 
const trainedModel = model.fit(inputs, outputs, { batchSize, epochs, shuffle: true, });

عمومیت

node.js یک فناوری کراس پلتفرم است. یعنی توسعه دهندگان می‌توانند یک برنامه دسکتاپ را برای سیستم‌عامل‌های مختلف نظیر ویندوز، لینوکس و مک ایجاد کنند. حتی برای اپلیکیشن‌های تلفن همراه و توسعه وب نیز مناسب است. از ویژگی‌های دیگر Node JS به طور فعال می‌توان در توسعه سرویس‌های ابری و اینترنت اشیا (IoT) استفاده کرد.

سادگی

node.js آستانه ورودی پایینی دارد. چرا که کاملا ساده است و افراد به راحتی می‌توانند با دانش جاوا اسکریپتی خود از آن استفاده کنند. همچنین لازم به ذکر است که آستانه ورود کم به سیستم با تعداد متخصصان کم کیفیت رابطه مستقیم دارد.

اتوماسیون

node.js فرصتی را برای خودکارسازی عملیات تکراری، برنامه‌ریزی فرایندها و اشتراک‌گذاری سوابق اصلاح شده فراهم می‌کند. همچنین به طور خودکار توابع را گروه‌بندی کرده و کد شما را مرتب نگه می‌دارد. ضمن این‌که یک کتابخانه گسترده از قالب‌های رابط کاربری (UI) به صورت داخلی دارد.

عملکرد بالا، سرعت و بهره‌وری منابع

در Node.js کد جاوا اسکریپت با کمک موتور V8 گوگل تفسیر می‌شود. گوگل به شدت روی موتور خود سرمایه‌گذاری کرده بنابراین عملکرد آن به طور مداوم بهبود می‌یابد. node.js کد را خارج از مرورگر وب اجرا می‌کند که به طور چشمگیری عملکرد و بهره‌وری منابع برنامه را بهبود می‌بخشد. همچنین اجازه استفاده از ویژگی‌هایی که برای مرورگر موجود نیست را هم می‌دهد مانند سیستم فایل API، سوکت TCP و موارد دیگر. اجرای کد سریع است و چندین درخواست را می‌توان به طور همزمان پردازش کرد (با بهره‌گیری از عملیات ورودی/خروجی پیشرفته). node.js ویژگی‌های ذخیره‌سازی تک ماژول را نیز ارائه می‌دهد که به برنامه اجازه داده سریعتر بارگیری شود و واکنش‌گرا باشد.

جامعه پشتیبانی

در میان مزایای استفاده از node.js، معمولا به جامعه توسعه جهانی آن اشاره می‌شود. تعداد زیادی از توسعه دهندگان فعال وجود دارد که به منابع، توسعه و حمایت از این فریمورک کمک زیادی می‌کنند و دانش خود یا تجربه برنامه نویسیشان را با دیگران به اشتراک می‌گذارند. node.js در گیت‌هاب کاملا پشتیبانی می‌شود و می‌توان گفت بیشتر محبوبیت خود را در این پلتفرم به دست آورده است. به علاوه شرکت‌هایی مانند IBM، PayPal، eBay، Microsoft، Netflix، Yahoo، LinkedIn و NASA به طور فعال از node.js استفاده می‌کنند.

معایب Node.js

منصفانه نیست که بدون اشاره به نقص‌ها و اشکالات node.js فقط مزایای آن را ذکر کنم. چرا که بیان نقطه نظر یک طرفه کار درستی نیست. بنابراین می‌خواهم درک کنید که هیچ فناوری کاملی وجود ندارد و node.js هم از این قاعده مستثنی نیست.

مخازن آن توسعه یافته‌اند اما گاهی اوقات شبیه محل‌های دفن زباله هستند. به طوری که ماژول‌های غیرضروری، بیش از حد پیچیده و غیر قابل درک زیادی برای آن وجود دارد. از طرفی دارای ویژگی‌های گیج‌کننده بوده که درک آن‌ها بسیار دشوار است. همچنین برخی کتابخانه‌ها و فریمورک‌های گنگ و نامفهوم دارد. اما نظر من این است که اگر می‌دانید در یک حوزه خاص فعالیت می‌کنید و کارها را به بهترین نحو ممکن انجام می‌دهید، node.js ابزاری است که حتما به آن نیاز دارید. چرا که ویژگی‌های مفید زیادی دارد، درک آن آسان است و راه‌حل‌ها می‌توانند موثر باشند. در غیر این صورت استفاده از آن را پیشنهاد نمی‌کنم.

جمع‌بندی

توسعه نرم افزار با Node.js ساده‌، سریع و موثر بوده و مزایای آن شامل مقیاس‌پذیری، توسعه‌پذیری، انعطاف‌پذیری، اتوماسیون، خودکفایی، در دسترس بودن، پشتیبانی جامعه و توانایی ترکیب آن با ابزارهای مفید مختلف است.

چرا باید از Node JS استفاده کنیم؟ زیرا به ما اجازه می‌دهد تا تیم توسعه بک-اند و فرانت-اند را یکی کرده و زمان کمتری را در سازماندهی روند توسعه صرف کنیم.

این فناوری برای برنامه‌های بی‌درنگ (real-time) که به داده‌ها نیاز دارند تا به طور مداوم به‌روز شوند کاملا مناسب است. همچنین برای برنامه‌هایی که نیاز به مدیریت جریان‌ داده‌های سنگین دارند نیز به خوبی کار می‌کند.